Android O開發者預覽系統體驗[Nexus 6P] Skia GPU介紹和測試 [農步祥]

Google 谷歌 Pixel XL 智能手機

Google 谷歌 Nexus 6P 智能手機

上個月，谷歌提供了Android O的第一個開發者預覽版的系統鏡像下載， 雖然它對應的正式版系統Android 8要在今年第三季度才會正式發布，但未來新系統的許多重要變化，將會在開發者預覽系統中進行體驗和測試。由於是早期開發者固件，穩定性尚未達到Beta級別，谷歌並未向申請了系統測試的用戶推送更新。目前支持Android O的機型有Pixel C、Pixel、Pixel XL和Nexus 5X、Nexus 6P等，由於Pixel XL正用於拍攝樣張，因此我們在Nexus 6P上手動下載安裝了Android O系統用於體驗。

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Android O開發者預覽版 - 系統桌面

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Android O開發者預覽版 - 系統信息

在界面上，由於的原生Android機型會保持獨立的風格，因此界面風格並不是統一的，即使Nexus 6P在更新後，桌面和應用抽屜風格和原來一致，並沒有向Pixel XL的界面樣式靠攏。和去年的Android N和前年的Android M對比，Android O在「開發預覽」的部分增加了相當多的新功能，雖然許多功能看起來和手機的應用無關，但還是和用戶日常使用體驗密切掛鉤的。其中就包括了Skia功能的開放。4年前，我們在一篇技術分析文章的翻譯中介紹並測試了Skia和Skia GPU加速的性能表現，不過近年來Soomal的新增了大量圍觀群眾和讀者，這部分對許多人來說或許是全新的內容，所以首先還是來回顧一下Skia和過去Android GPU加速的小知識。

Skia介紹

Skia是一個2D圖形顯示引擎，使用C++編寫，在2005年被谷歌收購，目前是Chrome OS、Chrome瀏覽器Firefox和Android的圖形渲染核心，並以BSD協議開放源碼。不過目前穩定的Android系統並未使用完整的Skia API進行2D圖形的渲染，許多圖形處理仍通過OpenGL向幀緩衝輸出進行顯示。不過開發者和系統愛好者可以自行下載Skia的源代碼編譯強制替換成為Android默認的2D顯示引擎。

• Skia GPU加速能使Android系統的Webkit渲染獲得多少收益？ [來自Soomal.com]

從Android 3.0開始，谷歌在開發者選項中提供了一個GPU硬體加速功能，但此功能一直處於測試狀態，表現並不穩定。但這個功能可以很好地測試GPU硬體加速對Android性能的影響。在當時，Skia GPU加速實測表現還遠不如直接使用CPU進行圖形處理。與之相對的是，即使如英特爾BayTrail Atom這樣CPU性能較弱的X86處理器，藉助Windows 8/10優秀的GPU硬體加速效率和圖形處理能力也能獲得流暢的系統使用體驗。

當然這樣的表現對比並不會讓人意外，畢竟從Linux演變而來的Android繼承了Linux在圖形性能上的缺點[超算電影CG渲染那種堆節點的暴力應用案例不算]，不過隨著OpenGL自身的進步，以及性能效率媲美DirectX 12的Vulkan API發布，Android的3D圖形性能上的表現是在逐步改善的。另外各個ARM處理器廠商針對Android的圖形系統特點進行硬體級的優化，已經做得比較成熟。甚至還有NVIDIA的Tegra處理器依靠強大全面的GPU紋理壓縮功能對2D和Web界面進行優化傳輸，以達到實質上的GPU加速效果。

然而隨著屏幕解析度的大幅度提高，單純依靠CPU優化的方案在高解析度顯示下已經力不從心，也越來越耗電。雖然大多數網路APP本質就是網頁瀏覽器套個應用外殼[一般被稱為WebView，對比淘寶的手機瀏覽器版和手機APP的差別便知]，在微信支付寶臉書等日漸複雜和越發變態的網路應用面前，2000元價位的主流性能手機已經不大可能只依靠CPU優化和內存硬吃等簡單粗暴的手段改善應用體驗了。

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Android O下的渲染器切換

在Android O開發預覽版中，谷歌開放了完整的Skia系統渲染功能，並且可以在開發者選項中進行切換，對於Android開發者用戶來說省去了下載源碼編譯和安裝集成的步驟。可以方便地比較Skia和Skia GPU加速的性能表現區別。

Skia GPU性能測試

在截下來的理論性能測試中我們主要測試Android O的默認渲染器、Skia和Skia GPU加速的性能表現差異。測試主要使用browserbench.org的HTML/javascript測試和Vellamo的瀏覽器測試部分。由於手機系統重啟後渲染器的選項會重置，因此每次測試後只能通過清理進程和加強散熱的方式確保系統運行的狀態。

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - MotionMark[Skia]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - MotionMark[Skia GPU]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - MotionMark

MotionMark主要測試的是網頁的圖片、矢量圖形和動畫效果的顯示性能，Skia GPU還是比CPU渲染稍慢一些，但差距很小。

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - JetStream

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - JetStream[Skia]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - JetStream[Skia GPU]

JetStream是用於測試模擬運行複雜Javascript腳本時瀏覽器的性能表現。使用Skia GPU時，JetStream的Javascript性能提高了10%，看起來不多。不過在PC上同樣電腦配置下[i7 6700+GTX1080]微軟的Edge瀏覽器也只比Chrome快10%而已，而且腳本載入、加密和頁面的讀取速度等幾個單項有明顯提升，說明GPU加速對複雜Javascript的部分運算還是有明顯影響的。

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - Vellamo[Skia]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - Vellamo[Skia GPU]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - Vellamo[Skia]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - Vellamo[Skia GPU]

Google 谷歌 Nexus 6P智能手機 - Skia GPU測試 - Vellamo瀏覽器測試

Vellamo得出的整體成績是Skia比Skia GPU好一些，可以視為區別不大，在驍龍820處理器平台上測試的對比效果應該更好，因為Nexus 6P的驍龍810容易出現過熱降頻的問題，無法連續長時間運行測試。

總結和展望

目前以Android O為基礎應用還無法進入Google Play市場，至於一些主要的國內網路應用，能在測試系統上正常運行的還較少。而Nexus 6P本身網頁瀏覽表現就不好，在使用Skia GPU加速時，動畫和划動頁面效果還是要比默認的渲染器明顯更慢，除了處理器的性能和運行穩定性成為了瓶頸，Skia GPU本身還是存在一些問題。

和四年前相比，通過開源和不斷的開發完善，Skia確實有了長足的進步，這也是它成為多款瀏覽器和操作系統的默認圖形渲染器的原因。而Skia GPU加速雖然在圖形顯示效果上並沒有比CPU渲染更好[聽起來很奇怪？]，但是和過去的「負優化」相比，Skia GPU起碼已經處於可用狀態，而且對於那些日漸變態的網路應用來說，Javascript的腳本運算同樣佔據了不少負載，Skia GPU加速確實可以改善複雜腳本、加密腳本的載入時間和觸發延遲，也意味著耗電時間的減少，即使「看起來」那些網路應用並沒有變得更流暢，但整體對於用戶體驗改進而言效果還是正面和積極的。